TWI485935B - 具改良式電纜線管理件之通信插頭 - Google Patents

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TWI485935B TW100137573A TW100137573A TWI485935B TW I485935 B TWI485935 B TW I485935B TW 100137573 A TW100137573 A TW 100137573A TW 100137573 A TW100137573 A TW 100137573A TW I485935 B TWI485935 B TW I485935B
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Description

具改良式電纜線管理件之通信插頭
[相關申請案]
本案與2010年10月18日提申之美國暫時申請案第61/393,982號及2011年3月18日提申之美國暫時申請案第61/454,043號有關，該等申請案的內容藉由此參照而被併於本文中。此外，本案亦與2004年11月2日發出之美國專利第6,811,445號有關，該專利的內容亦藉此參照被併於本文中。
本發明係有關於一種具改良式電纜線管理件之通信插頭。
最近幾年，有在推動減小通信電纜線的直徑以降低成本、改善外觀、提高電纜線可撓性並保護有價值的原材料資源。
使用較小的導體直徑，例如26、28及30AWG，可減小電纜線直徑且可具有更緊密的導體管理以確保插頭絕緣穿刺接點(IPC)與通信電纜/電纜線的導體之間連續性。除了推動更緊密的導體管理之外，該電纜線護套在該插頭組件內有較大的機械式固持力是一項優點。當電纜線直徑減小時，保持此固持力是很有挑戰性的。
在本發明的一種形式中，本發明包含一通信插頭其具有一插頭外殼及一至少部分地在該插頭外殼內的電纜線管理件。該電纜線管理件具有負荷桿，其具有多個孔。該電纜線管理件更包括一第一電纜線管理區段，其經由一第一樞紐被連接至該負荷桿、及一第二電纜線管理區段，其經由一第二樞紐被連接至該負荷桿。
在本發明的一種形式中，本發明包含一通信系統其包括通信設備的一品項(item)，及一連接至該通信設備的通信插頭。該通信插頭包括一插頭外殼及一至少部分地在該插頭外殼內的電纜線管理件。該電纜線管理件具有負荷桿，其具有多個孔。該電纜線管理件更包括一第一電纜線管理區段，其經由一第一樞紐被連接至該負荷桿、及一第二電纜線管理區段，其經由一第二樞紐被連接至該負荷桿。
在本發明的另一種形式中，本發明包含一種製造一通信軟線(communication cord)的方法，該通信軟線包括一雙絞線通信電纜線及至少一通信插頭。該方法包括的步驟為：將該通信電纜線插入到該通信插頭的電纜線管理件內；將該電纜線管理件的第一電纜線管理區段連接至該電纜線管理件的第二電纜線管理區段；及將該電纜線管理件壓緊於該通信插頭的外殼內。
在本發明的又另一種形式中，本發明包含一種具有一插頭外殼的通信插頭，及一至少部分在該插頭外殼內的電纜線管理件。該電纜線管理件包括一橋接區段其樞紐地連接至一第一電纜線管理區段及/或一第二電纜線管理區段。該第一電纜線管理區段及/或該第二電纜線管理區段具有一帶有電纜線軸線之電纜線凹槽。該第一電纜線管理區段具有至少一第一固持肋，及該第二電纜線管理區段具有至少一與該第一固持肋相反的第二固持肋。
在本發明的另一種形式中，本發明包含一種製造一通信軟線(communication cord)的方法，該通信軟線包括一雙絞線通信電纜線及至少一通信插頭。該方法包括的步驟為：模製在一打開的位置之該通信插頭的一電纜線管理件；將該電纜線管理件摺疊於該通線電纜線的一端周圍；及將該電纜線管理件及該通信電纜線插入該通信插頭的一外殼內。
本發明是一種適合與具有26-30美國電線規格(AWG)導體的雙絞線的通信電纜線一起使用的插頭。雖然本發明係以CAT5E為例子被示出，但它可適用在CAT6、CAT6A及其它應用上。本發明亦可適用於更大或更小的導體電線規格上。
本發明可被使用在圖1所示的通信系統20中。通信系統20可包括至少一通信軟線21，其被連接至設備22。設備22被例示為圖1中的插線板，但該設備可以是被動設備或主動設備。被動設備的例子可以是，但不侷限於，模組式插線板、打線式(punch-down)插線板、耦聯式(coupler)插線板、牆壁插座等等。主動設備的例子可以是，但不侷限於，乙太網路切換器、路由器、伺服器、實體層管理系統、及可在資料中心/電信機房內看到的網路供電(power-over-Ethernet)設備；安全裝置(攝影機及其它感測器等等)及門進出設備；及電話、電腦、傳真機、印表機及可在工作站區找到的其它周邊設備。通信系統20可進一步包括機櫃(cabinet)、架子、電纜線管理及頭頂式配線系統及其它此類設備。
通信軟線21可包括無遮蔽式雙絞線(UTP)電纜線23及更明確地在此應用中為CAT5E。然而，本發明可被應用於及/或可被實施於各式有遮蔽式或無遮蔽式通信電纜線，CAT5E、CAT6、CAT6A、CAT7、CAT7A的任何一種及其它雙絞線乙太網路線，以及其它種類的電纜線。軟線21可讓它的另一端(未示出)直接終止於類似的設備22內，或者可終止於各種插頭26或插孔模組24(譬如，RJ45型)、插孔模組匣盒、及許多其它連接器類型，或它們的組合。又，軟線21可被處理成電纜線的織機(looms)或線盤，且可額外地被處理成預定的織機。
軟線21可被使用在各式結構化的電纜佈設(cabling)應用上，其包括插線(patch cord)、區域配線(zone cord)、主幹電纜佈設、及水平電纜佈設，但本發明並不侷限於這些應用。大體上，本發明可被使在軍事、工業、電信、電腦、資料通信、海洋及其它電纜佈設應用中。
現參考圖2及圖3(圖3相對於圖2被轉180度)，插頭組件26包含一具有一整合式負荷桿30的電纜線管理件28，及插頭外殼50。電纜線固持特徵構造被包含在電纜線管理件28內。該整合式負荷桿30具有導體孔46(參見圖4-5A)，其具有可以容納電纜線23的26-30 AWG絕緣導體44(如圖5A及5B所示)的直徑。
該電纜線管理件28包括可在無需一分開的應變釋放套環及電纜線靴套(cable boot)之下讓導體44的配置更容易及有更大的電纜線固持力的特徵構造。該電纜線管理件28較佳地是一模製的電纜線管理件，且較佳地被形成為“打開(open)”的形態(圖4)，以容許8個小型導體44(如，圖5A及5B所示)簡單地旋入到它們適當的導體孔46內。對於該整合式負荷桿或橋接件30的此一直接的進入(access)係藉由將該電纜線管理件28模製成具有樞紐34、提供為了最後插入到該模組插頭外殼50內而讓該電纜線管理件28的兩個電纜線管理區段10及11塌合(collapse)於電纜線23上(如圖2所示)的能力來達成。插頭外殼50及插頭接點(在插頭外殼50的梳形區段內)與描述於美國專利第6,811,445號中的插頭外殼及插頭接點相同或類似。
電纜線固持係藉由插入到該電纜線護套及該電纜線管理件28之間來達成。較佳地，該電纜線管理件包含肋件，其壓縮該電纜線護套以形成一強有力的干涉配合(interference fit)並將該電纜線護套包陷在相對立的肋之間。該等肋被配置成一有一中心的矩陣，該中心至少大致 與該電纜線管理件的電纜線軸線同心。在一實施例中，如圖4所示地被設置在該電纜線管理件28的兩個電纜線管理區段上的肋36A-36C在該電纜線管理件28的區段沿著樞紐34被摺疊起來時係與該電纜線23的護套嚙合。暫時的閂扣件38如圖2及3所示地嚙合，以防止該電纜線23在組裝該插頭組件26的期間退離該電纜線管理件28。在一實施例中，如圖所示，肋36A被設置在該電纜線管理件28的第一電纜線管理區段10上，及肋/桿36B及36C被設置在電纜線管理件28的第二電纜線管理區段11上。較佳地，該等肋被設置成當該電纜線管理件28的該等電纜線管理區段10，11塌合於該電纜線23周圍時，該等肋的中心線被大致圓周地間隔開於該電纜線23的周圍。該等同心的肋可夾持電纜線，同時保持該電纜線的一大致圓形的截面，而且保持該電纜線內的導體的相對位置。雖然肋36A-36C確實壓入到該電纜線23護套內，但該電纜線的相對圓形仍可被大致地維持，以及導體對配置的相對對稱性亦可被大致地保持。
介於該電纜線23的護套與該電纜線管理件28之間的最終壓縮可在該電纜線管理件28被插入到該插頭外殼50中時被達成。圖3顯示該電纜線管理件28及電纜線23部分插入到該插頭外殼50內。該電纜線管理件28包含偏折斜坡58。當該模製的電纜線管理件28及該電纜線23被插入到該插頭外殼50內時，該偏折斜坡58與該插頭外殼50的壁53嚙合。此干涉迫使該電纜線管理件28進一步閉合、壓擠並稍微地將該電纜線23變形，並產生足夠的固持力將該電纜線23保持在肋36A-36C之間。該肋的高度被設計來壓入到該電纜線護套厚度的一深度內，且與此同時亦可防止該雙絞線有明顯地擾亂及該雙絞線在電纜線內分開。該肋的高度與例如整體電纜線直徑、護套材料、及/或護套的厚度有關。電纜線管理件28可包括額外的肋特徵構造37，但肋特徵構造37不像同心肋36A-36C一樣有效。
圖6a為依據本發明的一實施例的插頭的底視圖，及圖6b為沿著圖6a的線A-A所取的剖面圖。參考圖6b，為了要防止電纜線23及電纜線管理件28退出該插頭外殼50，當該電纜線管理件28被完全密封在該插頭外殼50內時，電纜線管理件閂扣件32在唇部56處與插頭外殼50嚙合。
在圖7-9的實施例中，插頭60包括插頭外殼50，其具有一局部地在該插頭外殼50內的電纜線管理件62。關於插頭26的電纜線管理件28，該電纜線管理件62包括一負荷桿/橋接區段64(整合式負荷桿30包含在電纜線管理件28內的該橋接/負荷桿)，其被樞紐地連接至一第一電纜線管理區段66及一第二電纜線管理區段68。同樣類似於電纜線管理件28地，該第一電纜線管理區段66及該第二電纜線管理區段68包括具有電纜線軸線72的電纜線凹槽70A，70B。該第一電纜線管理區段66具有至少第一固持肋74，及該第二電纜線管理區段68具有至少一與肋74相反的第二固持肋76。肋/桿74，76被配置成該電纜線管理件62上的一陣列，更明確地該肋的陣列至少局部地位在該電纜線凹槽70A，70B上，該陣列(在電纜線凹槽70A，70B內的肋74，76的集合)具有一中心78(圖9)，其與該電纜線管理件62的電纜線軸線72大致同心。
肋74，76是截頭金字塔形，其在該對應的電纜線凹槽70A，70B處具有一矩形的基底。與描述於美國專利第6,811,445號之通常被模製於閉合位置且需要經由該應變釋放套環來拉電纜線的應變釋放套環不同地，電纜線管理件28，62被模製成一打開的位置，然後折疊在電纜線23的周圍。電纜線管理件的此一模製與折疊讓設計該等肋時有更大的自由度，因為該電纜線不必抵靠著該等肋被拉動通過該電纜線管理件。因此，有效的肋可根據本發明以更多樣化的方式被設計，且以更多樣化的方式被設置於電纜線凹槽內，包括在該等肋的縱長方向上的不連續，同時仍使用一用於該等電纜線管理件的模製之筆直的拉製模具。一筆直的拉製模具可減少製造電纜線管理件所需的資本支出。用於插頭組件/軟線，特別是具有小直徑的電纜線，之充分的拉力測試應變釋放可在保持本發明插頭組件/軟線的製造效率及相對低的製造成本的同時被達成。依據本發明的插頭可充分地固持小直徑的電纜線且不會以顯著地降低電子效能的方式擾亂該電纜線內的雙絞線。電纜線管理件62可包括對準銷75及對準導件77於各別區段66及68中。
在另一依據本發明的實施例中，插頭組件80(圖10-13)包括電纜線管理件/應變釋放套環82、靴套84、導體分隔件86、負荷桿88及插頭外殼50被連接至電纜線28。靴套84、導體分隔件86、負荷桿88、插頭接點、及插頭外殼50可以與描述於美國專利第6,811,445號之插頭外殼相同或類似。
電纜線管理件/應變釋放套環82包括一樞紐地連接至一第一電纜線管理區段92的橋接區段90及一第二電纜線管理區段94。該第一電纜線管理區段92及第二電纜線管理區段94分別包括具有電纜線軸線98的電纜線凹槽96A，96B。第一電纜線管理區段92具有至少一第一固持肋100，及第二電纜線管理區段94具有至少一第二固持肋102。肋100，102被配置成該電纜線管理件82上的一陣列，更明確地該肋陣列至少局部地位在電纜線凹槽96A，96B上，該陣列(在電纜線凹槽96A，96B內的肋100，102的集合)具有一中心104(圖11)，其與該電纜線管理區件82的電纜線軸線98大致同心。
釋放槽孔106係位在閂扣件108上方並允許該閂扣件108在組裝至該插頭外殼50期間偏折。該釋放槽孔106所提供的間隙讓材料應力保持在可接受的極限值之內並產生一耐用的、可重復的界面於應變釋放套環82與插頭外殼50之間，使得在循環的或震動的負荷期間仍能保持嚙合。
該應變釋放套環82可使用射出模製處理用聚合物來製造。圖12顯示該應變釋放套環82在一模製出來的打開的狀態；及圖13例示在局部組合狀態的電纜線管理件82。關於該電纜線管理件28，62，將應變釋放套環82如圖所示地予以定向可讓應變釋放桿/肋100，102及釋放槽孔106平行於該模製抽拉方向對準。這可讓該應變釋放套環82可用一筆直的拉製模具來予以模製，該筆直的拉製模具比包含複雜的側面動作或提升件的製造模具便宜許多。塑膠樞紐110讓該應變釋放套環82可在必要時被折疊以形成該插頭組件80。當讓夾持閂扣件112與口袋114嚙合時，該應變釋放套環82即被保持閉合。在將該應變釋放套環82組裝至電纜線23上之後，插頭外殼50及靴套84滑動用以嚙合及壓擠該應變釋放套環82。插頭接點被皺褶起來，用以刺入該等電纜線導體內並完成該插頭組件80。
因為該應變釋放套環82包覆在電纜線23周圍且不會滑動至該電纜線上，所以肋/桿100，102在界面深度方向上可以是相對較高。藉由將該電纜線管理件82模製成打開形態而形成的較高的桿100，102，及多個桿100，102將與電纜線23的嚙合最大化並有效地降低因為施加於電纜線23上的拉力而讓電纜線23從該應變釋放套環82滑出來的風險。
插頭26，60及/或82的任一者都可被使用於通信系統20中。
在依據本發明的另一實施例中(圖14-17)，插頭156包括具有一整合式負荷桿168的電纜線管理件160、外殼161、及八個絕緣穿刺接點171。該整合式負荷桿168具有導體孔163，用來容納28 AWG電纜線128之較小直徑的導體129。從徑向電纜線口袋或凹槽181A及181B突伸出的電纜線固持特徵構造，或徑向桿162A及162B讓該電纜線管理件160在繞著樞紐166及167(樞紐是在該電纜線管理件的兩側上)被摺疊時可牢牢地抓住該電纜線128。沿著徑向的電纜線口袋181A及181B交錯地設置徑向桿162A及162B讓電纜線護套131移位於該等徑向桿162A及162B周圍，如圖17所示。電纜線128被壓擠以增加電纜線固持並防止電纜線128被拉出該插頭156外。
為了要消除在最終組裝之後在樞紐166或167斷裂事件中的任何功能性插頭故障，互鎖式對準特徵構造164及174被用來對準並將兩個半部165A及165B之間的運動最小化。口袋特徵構造172被包括，用以將模製期間形成的沉標(sink mark)最小化且該口袋特徵構造有兩個，用來作為用於額外的對準特徵構造170的匹配口袋。一漸窄孔特徵構造165讓導體129進入導體孔163內的對準更容易。下凹的口袋172，178及180藉由確保在整個部件上有一更一致的壁厚來減小模具下沉(mold sink)問題。電纜線管理件160包括一模製的辨識符號176，用來確保適當使用正確的電纜線管理件160與對應的規格電纜線(gauge cable)的。
在依據本發明的另一實施例中，一30 AWG版的電纜線管理件190被顯示於圖18及19中。電纜線管理件190的功能實質上與電纜線管理件160相同，但不同處在於負荷桿192內的導體孔194較小及一較小的電纜線夾持直徑200A及200B。電纜線管理件190包括一模製的辨識符號198，用來確保消費者適當使用正確的電纜線管理件160與對應的30規格電纜線。上文所述之特徵改變可用於一較小的30 AWG電纜線196及導體197。
插頭26，60，82及/或156的任一者都可被使用於通信系統20中。
雖然本發明已被描述為具有一較佳的設計，但本發明在此揭示的精神與範圍內可被進一步修改。因此，此申請案是要涵蓋本發明之使用其一般原理的任何變化、使用或調適。又，本申請案是要涵蓋從本發明的揭示內容出發且在本發明所屬技藝中習知的或慣用的實務內且在下面的申請專利範圍的範圍內的變化。
20．．．通信系統
21．．．通信軟線
22．．．設備
23．．．電纜線
24．．．插孔模組
26．．．插頭(組件)
28．．．電纜線管理件
30．．．負荷桿
50．．．插頭外殼
46．．．導體孔
44．．．導體
10．．．電纜線管理區段
11．．．電纜線管理區段
34．．．樞紐
36A．．．肋
36B．．．肋/桿
36C．．．肋/桿
58．．．偏折斜坡
53．．．壁
37．．．肋特徵構造
56．．．唇
32．．．電纜線管理件閂扣
60．．．插頭
62．．．電纜線管理件
64．．．負荷桿/橋接區段
66．．．第一電纜線管理區段
68．．．第二電纜線管理區段
70A．．．電纜線凹槽
70B．．．電纜線凹槽
72．．．電纜線軸線
74．．．第一固持肋
76．．．第二固持肋
78．．．中心
77．．．對準導引件
75．．．對準銷
80．．．插頭組件
82．．．電纜線管理件/應變釋放套環
84．．．靴套
86．．．導體分隔件
88．．．負荷桿
90．．．橋接區段
92．．．第一電纜線管理區段
94．．．第二電纜線管理區段
96A．．．電纜線凹槽
96B．．．電纜線凹槽
98．．．電纜線軸線
100．．．第一固持肋
102．．．第二固持肋
104．．．中心
106．．．釋放槽孔
108．．．閂扣件
110．．．塑膠樞紐
112．．．夾持閂扣件
114．．．口袋
156．．．插頭
160．．．電纜線管理件
161．．．外殼
168．．．負荷桿
163．．．導體孔
171．．．絕緣穿刺接點
129．．．導體
162A．．．徑向桿
162B．．．徑向桿
181A．．．電纜線口袋
181B．．．電纜線口袋
166．．．樞紐
167．．．樞紐
128．．．電纜線
131．．．電纜線護套
156．．．插頭
164‧‧‧互鎖對準特徵構造
174‧‧‧互鎖對準特徵構造
165A‧‧‧半部
165B‧‧‧半部
172‧‧‧口袋特徵構造
170‧‧‧對準特徵構造
165‧‧‧漸縮孔特徵構造
129‧‧‧導體
178‧‧‧口袋
180‧‧‧口袋
176‧‧‧辨識符號
190‧‧‧電纜線管理件
192‧‧‧負荷桿
194‧‧‧導體孔
196‧‧‧電纜線
197‧‧‧導體
198‧‧‧辨識符號
200A‧‧‧電纜線夾持直徑
200B‧‧‧電纜線夾持直徑
圖1為一通信系統的立體圖。
圖2為本發明的通信插頭的第一實施例的部分分解立體圖。
圖3為圖2的通信插頭的立體圖，其中電纜線及電纜線管理件被部分插入到該外殼內。
圖4為圖2的通信插頭的電纜線管理件的立體圖，其中該第一及第二電纜線管理區段被摺疊遠離彼此。
圖5a及5b為圖2的通信插頭的電纜線管理件的立體圖，其中一電纜線的導體被插入到該負荷桿內且該第一及第二電纜線管理區段被摺疊遠離彼此。
圖6a為圖2的通信插頭的底視圖。
圖6b為圖2的通信插頭沿著圖6a的線A-A所取的剖面圖。
圖7為具有另一電纜線管理件之本發明的通信插頭的第二實施例的部分分解立體圖。
圖8a及8b為圖7的通信插頭的電纜線管理件的立體圖。
圖9為圖7的通信插頭沿著線9-9所取的剖面圖。
圖10為本發明的通信插頭的第三實施例的立體圖。
圖11為圖10的通信插頭沿著線11-11所取的剖面圖。
圖12為圖10的通信插頭的電纜線管理件/應變釋放套環的立體圖，其中該第一及第二電纜線管理區段被摺疊遠離彼此。
圖13為圖12的通信插頭的電纜線管理件/應變釋放套環的立體圖，其中該第一及第二電纜線管理區段被朝向摺疊彼此且圈圍住該電纜線。
圖14為本發明的通信插頭的第四實施例的電纜線管理件的立體圖。
圖15為圖14的電纜線管理件的立體圖，其中一電纜線的導體被插入該負荷桿內。
圖16為一使用圖14的電纜線管理件的電纜線插頭的立體圖。
圖17為圖16的通信插頭沿著線17-17所取的剖面圖。
圖18為本發明的通信插頭的第五實施例的電纜線及電纜線管理件的立體圖，其中該電纜線的導體被插入該電纜線管理件的負荷桿內。
圖19為圖18的電纜線管理件的立體圖，其中該第一及第二電纜線管理區段被摺疊遠離彼此。
23．．．電纜線
26．．．插頭(組件)
28．．．電纜線管理件
30．．．負荷桿
32．．．電纜線管理件閂扣
38．．．閂扣件
50．．．插頭外殼
53．．．壁
56．．．唇

Claims (12)

  1. 一種通信插頭，包含：一具有多個導體的通信電纜線；一插頭外殼，其具有一縱長向長度；及一至少局部地包在該插頭外殼內的電纜線管理件，該電纜線管理件具有一負荷桿，其具有多個孔、一第一電纜線管理區段，其經由一第一樞紐被連接至該負荷桿、及一第二電纜線管理區段，其經由一第二樞紐被連接至該負荷桿，其中該第一及第二電纜線管理區段被建構來摺疊在一起並在該電纜線管理件被插入到該插頭外殼內之前至少局部地包住該電纜線，其中該等多個孔被設置成大致平行於該插頭外殼的該縱長向長度，及其中該等多個導體被容納在該等多個孔內。
  2. 如申請專利範圍第1項之通信插頭，其中該第一及第二電纜線管理區段具有電纜線凹槽，該電纜線被局部地包在該第一及第二電纜線管理區段的電纜線凹槽內。
  3. 如申請專利範圍第1項之通信插頭，其中該電纜線管理件更包含偏折斜坡，其被建構來與該插頭外殼互動並在該電纜線管理件被插入到該插頭外殼時將該第一及第二電纜線管理區段壓擠在一起且施加壓力至該電纜線。
  4. 如申請專利範圍第1項之通信插頭，其中該第一電纜線管理區段具有至少一閂扣件，其被建構來在該第一及第二電纜線管理區段被摺疊在一起時嚙合該第二電纜線管理區段的一部分。
  5. 如申請專利範圍第2項之通信插頭，其中該等電纜線凹槽包含至少一肋。
  6. 如申請專利範圍第5項之通信插頭，其中當該第一及第二電纜線管理區段在該電纜線周圍被摺疊在一起時，該至少一肋大致與該電纜線同心。
  7. 如申請專利範圍第2項之通信插頭，其中該等電纜線凹槽具有一陣列的截頭金字塔形的桿。
  8. 如申請專利範圍第7項之通信插頭，其中當該第一及第二電纜線管理區段在該電纜線周圍被摺疊在一起時，該陣列的截頭金字塔形的桿與該電纜線同心。
  9. 如申請專利範圍第2項之通信插頭，其中該等電纜線凹槽具有一交錯式陣列的徑向桿。
  10. 如申請專利範圍第1項之通信插頭，其中該第一電纜線管理區段包含對準銷，其被建構來在該第一及第二電纜線管理區段被摺疊在一起時與位在該第二電纜線管理區段上的對準導引件互動。
  11. 如申請專利範圍第1項之通信插頭，其中該第一及第二電纜線管理區段具有互鎖對準特徵構造，其被建構來在該第一及第二電纜線管理區段被摺疊在一起時彼此嚙合。
  12. 如申請專利範圍第1項之通信插頭，其中該負荷桿的該等多個孔是漸窄式孔。
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